Snimanje električnih procesa pomoću osciloskopa s elektronskim snopom

Primjena katodnih osciloskopa

Osciloskop s elektronskim snopom višenamjenski je mjerni uređaj koji vam omogućuje vizualno promatranje i snimanje slučajnih, pojedinačnih aperiodičnih i periodičnih električnih procesa u frekvencijskom području od nule (istosmjerna struja) do jedinica gigaherca. Osim kvalitativne procjene proučavanih procesa, osciloskop vam omogućuje mjerenje:

• amplituda i trenutna vrijednost struje i napona;

• vremenski parametri signala (radni ciklus, frekvencija, vrijeme porasta, faza itd.);

• pomak faze; frekvencija harmonijskih signala (metoda Lissajousovih figura i circular sweep),

• amplitudno-frekvencijske i fazne karakteristike itd.

Osciloskop se može koristiti kao komponenta složenije mjerne opreme, na primjer u premosnim sklopovima kao nulti organ, u mjeračima frekvencijskog odziva itd.

Visoka osjetljivost osciloskopa određuje mogućnost proučavanja vrlo slabih signala, a visoka ulazna impedancija uzrokuje njegov mali učinak na načine proučavanih krugova. Prema dogovoru, katodni osciloskopi se dijele na univerzalne i opće namjene (tip C1), brze i stroboskopske (tip C7), memorijske (tip C8), posebne (tip C9), snimanje sa snimanjem na fotopapiru (tip H). Svi mogu biti jedno-, dvo- i višezračni.

Osciloskopi opće namjene

Univerzalni osciloskopi su svestrani zbog upotrebe zamjenjivih uređaja (na primjer, pretpojačala u C1-15). Širina pojasa je od 0 do stotina megaherca, amplituda ispitivanog signala je od desetaka mikrovolti do stotina volti. Osciloskopi opće namjene koriste se za proučavanje niskofrekventnih procesa, pulsnih signala. Imaju frekvencijski pojas od 0 do desetaka megaherca, amplitudu proučavanog signala od jedinica milivolta do stotina volti.

Osciloskopi velike brzine

Osciloskopi velike brzine dizajnirani su za snimanje pojedinačnih i ponavljajućih impulsnih signala u frekvencijskom pojasu reda veličine nekoliko gigaherca.

Stroboskopski osciloskopi

Stroboskopski osciloskopi dizajnirani su za ispitivanje repetitivnih signala velike brzine u frekvencijskom rasponu od nula do gigaherca, s amplitudom signala koja se ispituje od milivolta do volta.

Skladištenje osciloskopa

Osciloskopi za pohranjivanje podataka dizajnirani su za snimanje pojedinačnih signala koji se rijetko ponavljaju. Širina pojasa je do 20 MHz s proučavanom amplitudom signala od desetaka milivolti do stotina volti. Vrijeme reprodukcije snimljene slike od 1 do 30 minuta.

Za snimanje brzih i prolaznih procesa na fotografskom papiru koriste se osciloskopi s elektronskim snopom s fotooptičkim načinom prijenosa snopa na medij za snimanje, npr. H023. Velika brzina snimanja (do 2000 m/s) i veliki raspon snimljenih frekvencija (do stotina kiloherca) omogućuju korištenje ovih osciloskopa, ako je nemoguće koristiti one sa svjetlosnim snopovima koji imaju relativno malu brzinu snimanja i raspon snimljenih frekvencija. Glavne tehničke karakteristike osciloskopa H023 i H063 dane su u referentnim knjigama.

Primjena osciloskopa svjetlosnog snopa

Da bi se dobio vidljiv zapis brzih procesa, najčešći su osciloskopi sa svjetlosnim snopom sa snimanjem na poseban oscilografski fotopapir osjetljiv na ultraljubičaste zrake.

Glavna prednost osciloskopa sa svjetlosnim snopom je mogućnost dobivanja vidljivog zapisa u pravokutnim koordinatama u velikom dinamičkom rasponu (do 50 dB). Radni frekvencijski pojas osciloskopa svjetlosnog snopa ne prelazi 15 000 Hz, maksimalna brzina snimanja za osciloskope svjetlosnog snopa je do 2000 m / s, za elektrografski osvijetljene svjetlosne zrake 6-50 m / s. Za istovremeno promatranje i snimanje više električnih procesa, osciloskopi imaju nekoliko oscilografskih galvanometara (obično magnetoelektrični sustav), čiji broj može doseći 24 (kod osciloskopa H043.2) i više.

Oscilografija se može izvesti na UV fotografskom papiru ili fotografskom filmu s kemijskim fotografskim razvijanjem.Oscilografija na UV papiru izvodi se živinom lampom s direktnim razvijanjem svjetlosti, što značajno ubrzava proces oscilografije, a koristi se u slučajevima kada je potrebno dobiti npr. probni oscilogram. Nedostatak UV fotopapira je što oscilogrami dobiveni na njemu s vremenom gube kontrast zbog tamnjenja pozadine. Osjetljivost foto-papira i svjetlinu osvjetljenja treba odabrati koliko i brzina oscilografije i postaviti snimanjem probnih oscilograma.

Osciloskopi su obično opremljeni galvanometrima s različitim radnim frekvencijskim pojasima. Kad se koristi galvanometar čija je radna frekvencija nepoznata, gornja granica frekvencije može se uzeti jednakom polovici prirodne frekvencije galvanometra. Vlastita frekvencija galvanometra označena je na njemu crticom iza oznake tipa. Za ograničavanje radne struje galvanometra koriste se standardne shunt kutije i dodatni otpornici. Za oscilografske slučajeve velikih struja (više od 6 A) ili visokih napona (više od 600 V) obično se koriste mjerni transformatori.

Da biste dobili najveći zamah snopa na oscilogramu (70-80% širine upotrijebljenog papira), potrebno je odabrati galvanometar čija će radna struja biti blizu maksimuma.

Najčešće korištene vrste osciloskopa sa svjetlosnim snopom i njihovi osnovni tehnički podaci navedeni su u literaturi.